数据结构第四章字符串与数组

来源:互联网 发布:matlab字符串数组赋值 编辑:程序博客网 时间:2024/06/09 21:05

4.1字符串

4.1.1 字符串的定义

1.定义

   字符串是零个或多个字符组成的有限序列,只包含空格的串称为空格串。串中所包含的字符个数称为串的长度,长度为零的串称为空串,记作“ ”。

p非空串通常记为:

     S="s1s2 …… sn "

其中:S是串名,双引号是定界符,双引号引起来的部分是串值 ,si(1≤i≤n)是一个任意字符。

4.1.3 模式匹配

   给定主串S="s1s2…sn"和模式T="t1t2…tm",在S中寻找T 的过程称为模式匹配。如果匹配成功,返回T 在S中的位置;如果匹配失败,返回0。

1.BF算法

(1)在串S和串T中设比较的起始下标ij;

(2)循环直到ST的所有字符均比较完

     i.如果S[i]=T[j],继续比较ST的下一个字符;

   ii.否则,将ij回溯,准备下一趟比较;

(3)如果T中所有字符均比较完,则匹配成功,返回匹配的起始比较下标;否则,匹配失败,返回0;

程序如下:

int BF(char S[ ], char T[ ])

{

    i=0; j=0;  

   while (S[i]!='\0'&&T[j]!='\0')

   {

        if (S[i]==T[j]) {

            i++;   j++;

        

        else {

            i=i-j+1;   j=0;

        }  

    }

    if (T[j]=='\0') return(i-j+1);  

    else return 0;

}

 4.2 多维数组

数组的定义

数组是由一组类型相同的数据元素构成的有序集合,每个数据元素称为一个数组元素(简称为元素),每个元素受n(n1)个线性关系的约束,每个元素在n个线性关系中的序号i1i2in称为该元素的下标,并称该数组为n维数组。

数组的特点

元素本身可以具有某种结构,属于同一数据类型;

数组是一个具有固定格式和数量的数据集合

数组的基本操作

⑴存取:给定一组下标,读出对应的数组元素;

⑵修改:给定一组下标,存储或修改与其相对应的数组元素。

存取和修改操作本质上只对应一种操作——寻址

数组的存储结构与寻址——二维数组

常用的映射方法有两种:

按行优先:先行后列,先存储行号较小的元素,行号相同者先存储列号较小的元素。

按列优先:先列后行,先存储列号较小的元素,列号相同者先存储行号较小的元素。

4.3  矩阵的压缩存储

特殊矩阵和稀疏矩阵

特殊矩阵:矩阵中很多值相同的元素并且它们的分布有一定的规律。

稀疏矩阵:矩阵中有很多零元素。

压缩存储的基本思想是:

 ⑴为多个值相同的元素只分配一个存储空间;

 ⑵对零元素不分配存储空间

特殊矩阵的压缩存储——三角矩阵

下三角矩阵的压缩存储

存储:下三角元素

     对角线上方的常数——只存一个

上三角矩阵的压缩存储

存储:上三角元素

     对角线上方的常数——只存一个

特殊矩阵的压缩存储——对角矩阵

对角矩阵:所有非零元素都集中在以主对角线为中心的带状区域中,除了主对角线和它的上下方若干条对角线的元素外,所有其他元素都为零

稀疏矩阵的压缩存储

将稀疏矩阵中的每个非零元素表示为:

(行号,列号,非零元素值)——三元组

template <class DataType>

struct element

{   

   int row, col;                   //行号,列号

   DataType item              //非零元素值

};

稀疏矩阵的压缩存储——三元组顺序表

三元组表:将稀疏矩阵的非零元素对应的三元组所构成的集合,按行优先的顺序排列成一个线性表。

稀疏矩阵的压缩存储——十字链表

采用链接存储结构存储三元组表,每个非零元素对应的三元组存储为一个链表结点

 

4.3.1 对称矩阵的压缩存储

对称矩阵特点:aij=aji。

对于下三角中的元素aij(i≥j),在数组SA中的下标k与i、j的关系为:k=i×(i-1)/2+j -1。

上三角中的元素aij(i<j),因为aij=aji,则访问和它对应的元素aji即可,即:k=j×(j-1)/2+i-1。

4.3.2 三角矩阵的压缩存储

只存储上三角(或下三角)部分的元素。

矩阵中任一元素aij在数组中的下标k与i、j的对应关系:

对于上三角矩阵,可以按行存储上三角部分,最后存储对角线下方的常数;下三角矩阵则相似,要存储下三角中的元素和对角线上方的常数。

4.3.3 对角矩阵的压缩存储

对角矩阵:所有非零元素都集中在以主对角线为中心的带状区域中,除了主对角线和它的上下方若干条对角线的元素外,所有其他元素都为零。

元素aij在一维数组中的序号=2 + 3(i-2)+(j-i+ 2)=2i+ j -2         

∵一维数组下标从0开始

∴元素aij在一维数组中的下标=2i+ j -3。

4.3.4 稀疏矩阵的压缩存储

1.三元组顺序表

将稀疏矩阵中的每个非零元素表示为:(行号,列号,非零元素值)——三元组。

定义三元组:

template <class DataType>

struct element

{    

    int row,col;                  //行号,列号

    DataType item             //非零元素值

};

三元组表将稀疏矩阵的非零元素对应的三元组所构成的集合,按行优先的顺序排列成一个线性表。

三元组顺序表存储结构定义:

   const intMaxTerm=100;

   template <class DataType>

   structSparseMatrix

   {

      DataType data[MaxTerm];      //存储非零元素

      int mu, nu, tu;           //行数、列数、非零元个数

   };

2.十字链表

row:存储非零元素的行号

col:存储非零元素的列号

item:存储非零元素的值

right:指针域,指向同一行中的下一个三元组

down:指针域,指向同一列中的下一个三元组

 


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